學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)課后提升作業(yè)四電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩類情況新人教版選修2

1、學(xué)年高中物理第四章電磁感覺課后提高作業(yè)四.電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況新人教版選修學(xué)年高中物理第四章電磁感覺課后提高作業(yè)四.電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第四章電磁感覺課后提高作業(yè)四.電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況新人教版選修課后提高作業(yè)四電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況(40分鐘50分)一、選擇題(此題共5小題,每題7分,共35分)1.(多項選擇)以以下列圖,導(dǎo)體AB在做切割磁感線運動時,將產(chǎn)生一個感覺電動勢,所以在電路中有電流經(jīng)過,以下說法中正確的選項是()A.因?qū)w運動而產(chǎn)生的感覺電動勢稱為動生電動勢B.動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D.動生電動勢和感生電

2、動勢產(chǎn)生的原因是同樣的【解題指南】感生電動勢的產(chǎn)生與感生電場對自由電荷的電場力有關(guān),動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān);若計算此題中的動生電動勢,可用E=,也可用E=Blv?！酒饰觥窟xA、B。依照動生電動勢的定義,A項正確。動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān),感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān),B項正確,C、D項錯誤。2.(多項選擇)法拉第圓盤發(fā)電機的表示圖以以下列圖。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,以下說法正確的選項是()A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定B.若從上往下看,圓盤順時

3、針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍【剖析】選A、B。若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則相當(dāng)于無數(shù)切割磁感線的導(dǎo)體的運動速度恒定,切割磁感線感覺電動勢為E=Br2也恒定,則電流大小恒定,A正確;由右手定則可知,從上往下看,只要圓盤順時針轉(zhuǎn)動,電流就沿a到b的方向流動,不會改變,B正確,C錯誤;由于電流在R上的熱功率與電流的平方成正比,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍時,圓盤切割磁感線產(chǎn)生的感覺電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍,電流也變?yōu)樵瓉淼?倍,電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍,

4、選項D錯誤。【補償訓(xùn)練】以以下列圖,OO為一金屬轉(zhuǎn)軸(只能轉(zhuǎn)動不能夠搬動),M為與OO固定連接且垂直于OO的金屬桿,當(dāng)OO轉(zhuǎn)動時,M的另一端在固定的金屬環(huán)N上滑動,并保持優(yōu)異的接觸。整個裝置處于一勻強磁場中,磁場方向平行于OO軸,磁感覺強度的大小為B0。圖中為一理想電壓表,一端與OO接觸,另一端與環(huán)N連接。已知當(dāng)OO的角速度=0時,電壓表讀數(shù)為U0;若是將磁場變?yōu)榇鸥杏X強度為nB0的勻強磁場,而要電壓表的讀數(shù)為mU0時,則OO轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)變?yōu)?)A.n0B.m0C.0D.0【剖析】選D。電壓表為理想電壓表,故電壓表讀數(shù)為金屬桿M轉(zhuǎn)動切割磁感線時產(chǎn)生的感覺電動勢的大小。U0=B00r2,磁感覺

5、強度變?yōu)閚B0后有mU0=nB0r2,r為金屬桿的長度,則=0。故D正確。3.以以下列圖,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,邊長la=3lb,圖示地域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感覺強度隨時間平均增大,不考慮線圈之間的相互影響,則()A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感覺電流B.a、b線圈中感覺電動勢之比為91C.a、b線圈中感覺電流之比為34D.a、b線圈中電功率之比為31【剖析】選B。依照楞次定律可知,兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時針方向的感覺電流,A錯誤;因磁感覺強度隨時間平均增大,則=k,依照法拉第電磁感覺定律可得E=n=nl2,則=,B正確;依照I=l,故a、b線圈中感覺電

6、流之比為31,C錯誤;電功率P=IE=nl2=l3,故a、b線圈中電功率之比為271,D錯誤。【補償訓(xùn)練】(多項選擇)如圖甲所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸優(yōu)異,整個裝置放在垂直導(dǎo)軌平面的磁場中,磁感覺強度B的變化狀況如圖乙所示(圖示磁感覺強度方向為正方向),MN素來保持靜止,則0t2時間內(nèi)()A.電容器C的電荷量大小素來沒變B.電容器C的a板先帶正電后帶負電C.MN所受安培力的大小素來沒變D.MN所受安培力的方向先向右后向左【剖析】選A、D。磁感覺強度平均變化,產(chǎn)生恒定電動勢,電容器C的電荷量大小素來沒變,選項A正確,B錯誤;由于磁感覺強

7、度變化,MN所受安培力的大小變化,MN所受安培力的方向先向右后向左,選項C錯誤,D正確。4.(多項選擇)在如圖甲所示的虛線框內(nèi)有勻強磁場,設(shè)圖示磁場方向為正,磁感覺強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。邊長為l,電阻為R的正方形平均線框abcd有一半處在磁場中,磁場方向垂直于線框平面,此時線框ab邊的發(fā)熱功率為P,則以下說法正確的選項是()A.磁感覺強度B0=B.線框中感覺電流為I=2C.線框cd邊的發(fā)熱功率為PD.a端電勢高于b端電勢【剖析】選B、C。由題圖乙可知,線框中產(chǎn)生的感覺電動勢恒定,線框ab邊的發(fā)熱功率為P=,感覺電動勢E=S=,所以B0=,A錯誤;由P=I2R可得線框中的感覺電流I=2,

8、B正確;cd邊電阻等于ab邊電阻,而兩邊流過的電流相等,所以發(fā)熱功率相等,C正確;由楞次定律可判斷,線框中感覺電流方向為adcba,所以a端電勢比b端電勢低,D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】在邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框內(nèi),以對稱軸ab為界,左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強磁場。以垂直紙面向外的磁場為正,兩部分磁場的磁感覺強度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示。則在0t0時間內(nèi),導(dǎo)線框中()A.無感覺電流B.感覺電流逐漸變大C.感覺電流為順時針方向,大小為D.感覺電流為逆時針方向,大小為【剖析】選C。依照楞次定律可知,左邊的導(dǎo)線框的感覺電流是順時針,而右邊的導(dǎo)線框的感覺電流也是順時針,則整個導(dǎo)

9、線框的感覺電流方向為順時針,故A錯誤;由法拉第電磁感覺定律知,因磁場的變化,以致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感覺電動勢,結(jié)合題意可知,產(chǎn)生的感覺電動勢正好是兩者之和,即為E=2=;再由閉合電路歐姆定律,可得感覺電流大小為I=,故C正確,B、D錯誤。5.(多項選擇)(2018威海高二檢測)以以下列圖,豎直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ上端接有電阻R,金屬桿質(zhì)量為m,跨在平行導(dǎo)軌上,垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強磁場為B,不計ab與導(dǎo)軌電阻,不計摩擦,且ab與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異。若ab桿在豎直向上的拉力F作用下勻速上升,則以下說法正確的選項是()A.拉力F所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量B.桿ab戰(zhàn)勝安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量C

10、.電流所做的功等于重力勢能的增加量D.拉力F與重力做功的代數(shù)和等于電阻R上產(chǎn)生的熱量【解題指南】解答此題應(yīng)注意以下兩點:(1)ab桿勻速上升時,動能不變,重力勢能增加,整個回路的內(nèi)能增加,依照能量守恒進行剖析。(2)理清整個過程中各力做功與能量變換的關(guān)系,結(jié)合能量守恒定律和功能關(guān)系求解。【剖析】選B、D。依照能量守恒定律知,拉力F做的功等于重力勢能的增加量和電阻R上產(chǎn)生的熱量之和,故A錯誤;依照功能關(guān)系知,桿ab戰(zhàn)勝安培力做功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量,故B正確;安培力的大小與重力的大小不用然相等,則電流做的功與重力做的功大小不用然相等,即電流做功不用然等于重力勢能的增加量,故C錯誤;依照動能定理

11、知,拉力和重力做功等于戰(zhàn)勝安培力做功的大小,戰(zhàn)勝安培力做功等于電阻R上的熱量,故D正確。【補償訓(xùn)練】(多項選擇)一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,以必然的初速度v0從一圓滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行,導(dǎo)軌平面與水平面成30角,兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連,以以下列圖,磁場垂直斜面向上,導(dǎo)軌的電阻不計,金屬桿向上滑行到某一高度此后又返回終究端時的速度大小為v,則金屬桿在滑行過程中()A.向上滑行的時間小于向下滑行的時間B.在向上滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量C.向上滑行時與向下滑行時經(jīng)過電阻R的電荷量相等D.金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點,電阻R上產(chǎn)生的熱量為m(-v2)【剖析

12、】選A、B、C。在金屬桿運動的過程中,安培力素來做負功,所以機械能在減少,故速度v小于v0,所以向上滑行的平均速度大于向下滑行的平均速度,而位移相等,依照x=t得:向上滑行的時間小于向下滑行的時間,所以A正確;依照電動勢公式E=BLv可知上滑階段的平均感覺電動勢E1大于下滑階段的平均感覺電動勢E2,依照q=知,上滑階段和下滑階段經(jīng)過回路即經(jīng)過R的電量同樣,再由公式W電=qE,可知上滑階段電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑階段多,所以B、C正確;依照能量守恒知回路產(chǎn)生總的熱量為Q=m(-v2),電阻R上產(chǎn)生的熱量QR=Q,故D錯誤。二、非選擇題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)6.(2018安慶高二檢測)如圖

13、,兩根相距l(xiāng)=0.4m、電阻不計的平行圓滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值R=0.15的電阻相連,導(dǎo)軌x0一側(cè)存在沿x方向平均增大的穩(wěn)恒磁場,其方向與導(dǎo)軌平面垂直,變化率k=0.5T/m,x=0處磁場的磁感覺強度B0=1T。一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。金屬棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右運動,運動過程中電阻上耗資的功率不變。求:(1)電路中的電流。(2)金屬棒在x=2m處的速度。(3)金屬棒在x=2m地方受安培力的大小。(4)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中安培力做功的大小。【解題指南】解答此題應(yīng)注意以下兩點:(1)金屬棒切割

14、磁感線產(chǎn)生感覺電動勢不變,感覺電流不變。(2)安培力平均變化可由安培力的平均值求功?！酒饰觥?1)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感覺電動勢為E=B0lv0=10.42V=0.8V,由閉合電路歐姆定律知,電路中的電流I=A=4A。(2)由題意可知,在x=2m處,B2=B0+kx=1T+0.52T=2T,切割磁感線產(chǎn)生感覺電動勢,E=Blv,由上可得,金屬棒在x=2m處的速度v=m/s=1m/s。(3)運動過程中電阻耗資的功率P=I2R,由于電阻上耗資的功率不變,所以經(jīng)過電阻的電流不變,所以金屬棒在x=2m地方受安培力大小為F2=B2Il=3.2N。(4)由F=BIl=(B0+kx)Il為線性關(guān)系,故有W=

15、(F0+F2)x=4.8J。答案:(1)4A(2)1m/s(3)3.2N(4)4.8J【補償訓(xùn)練】如圖甲所示,平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置,間距L=0.4m。導(dǎo)軌右端接有阻值R=1的電阻,導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,且接觸優(yōu)異。導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計,導(dǎo)軌間正方形地域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場,bd連線與導(dǎo)軌垂直,長度也為L,從0時辰開始,磁感覺強度B的大小隨時間t變化,規(guī)律如圖乙所示;同一時辰,棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運動,1s后恰巧進入磁場。若使棒在導(dǎo)軌上素來以速度v=1m/s做直線運動,求:(1)棒進入磁場前,回路中的電動勢E。(2)棒在運動過程中碰到的最大安培力F,以及棒經(jīng)過三角形abd地域時電流i與時間t的關(guān)系式?！酒饰觥?1)棒在進入磁場前,棒沒有切割磁感線,但磁場的強弱發(fā)生變化